TEORIA CUANTICA Y LA ESTRUCTURA ELECTRONICA

SEMANA 3

1. TEORÍA CUÁNTICA Y LA
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA

2. Objetivo
-Entenderlasondaselectromagnéticas.
-Estudiarlosnúmeroscuánticos.
-Aprenderlaconfiguraciónelectrónica

3. Ondas electromagnéticas
Losátomosylasmoléculasqueconstituyenlamateriaemitenondaselectromagnéticasde
diversostipos.Lasondaselectromagnéticasestánformadasporcamposeléctricosymagnéticosque
vanviajandoatravésdelespacio.
Ladiferenciaentreellasestaendosparámetrosfundamentalesllamadoslongituddeonday
frecuencia.
Longituddeondaesladistanciaentreunpuntodeunaondayotroqueseencuentraalamisma
alturaporejemploentredoscrestas.Frecuenciaeslacantidaddevecesqueunaondapasaporun
puntodeterminadoenunaunidaddetiempocomociclosporsegundo.EstaunidadconstituyeelHz
(Hertz).
Elespectroelectromagnéticoconstituyetodoelcampodeondasconocidashastaelmomento.
Podemosobservaralaizquierdalasdemayorlongituddeondayaladerechalasdemenorlongitud
deonda.

4. Propiedades de las ondas
La ondas se caracterizan por la longitud de onda, frecuencia y amplitud.
-La longitud de onda (λ), es la distancia entre dos crestas sucesivas de la
onda, se mide en unidades de longitud. Un ciclo es la parte de la onda
que hay entre dos crestas vecinas.
-La frecuencia (νof) es el número de ondas que pasan por un punto en
un segundo, sus unidades son segundo
-1
, Hertz (1 ciclo/s)
-La amplitud es la distancia vertical de la línea media a la cresta de la
onda o al valle.
(ν)
ν= λv
�??????�����??????�
�??????����
=
�??????�����??????�
����
�
�����
�??????����

5. Elementos de una ondas
�
�
??????�??????????????????=2000ሶ??????
Cresta
Nodo
-La longitud de onda (λ), es la distancia entre
dos crestas sucesivas o entre dos nodos
alternados.
??????
??????=
�
??????�??????????????????
??????°??????
??????=ሶ??????
1ሶ??????=10
−10
�
??????=
2000
2
=1000ሶ??????
-Periodo (??????), tiempo que demora en transcurrir.
�=
�
??????�??????????????????
??????°??????
�= s (segundo)
�=
0,2
2
=0,1�
-Frecuencia (??????): Inversa del periodo
??????=
1
�
�= �
−1
:�����(��)
??????=
1
0,1
=10��

6. Ecuación de Maxwell
-Establece una relación entre longitud de onda y la frecuencia ya que la onda
electromagnética viaja a la velocidad de la luz.
ത??????=
�
�
⟹??????���??????������������??????��??????������������ത??????=����
Entonces: �→??????
�⟶�
??????=
??????
�
=??????
1
�
??????=??????�
C=velocidaddelaluz=2,998×10
8
m/s.

7. Ecuación de Planck
-Establece una relación entre longitud de onda y la frecuencia ya que la onda
electromagnética viaja a la velocidad de la luz.
�
??????�??????ó�=ℎ�=ℎ
??????
??????
ℎ=6,625�10
−34
���
ℎ=����������??????�����
??????=��������??????�(��)
??????=����??????���������
??????=�����??????����������

8. Emisión de ondas electromagnéticas
Cuando un electrón realiza saltos
grandes emite color violeta.
Si el electrón realiza un salto
pequeño, emite color rojo.
Si el salto no es posible porque el
nivel no existe, no se emiten los
colores correspondientes y ni
aparecen en las líneas del
espectro.

9. espectro electromagnético
Los espectros atómicos son las diferentes ondas
electromagnéticas que pueden ser absorbidas y
emitidas por un átomo de un elemento en
estado gaseoso. Estas diferentes ondas se
manifiestan por colores.

10. espectro visibles
De esta manera, si añadimos diferentes elementos químicos a una llama, parte de la
energía producida en la combustión es absorbida por los átomos produciendo estos
saltos cuánticos y dando lugar a la emisión de diferentes radiaciones electromagnéticas,
diferente luz de diferentes colores, en función del elemento añadido.
Los diferentes colores corresponden con
diferentes longitudes de onda, que están
relacionadas con la energía de las ondas
electromagnética

11. Número cuánticos
Erwin Schrödinger propuso una ecuación de onda para describir el comportamiento
de un electrón, dotándole de la naturaleza ondulatoria y corpuscular
simultáneamente.
Historia:
La teoría cuántica fue propuesta por MaxPlanck
-Albert Einsten
-NeilsBohr (1913)
Principios cuánticos:
Principio de la materia: Louis de Broglie 1924
Toda partícula en movimiento lleva asociada una onda en su desplazamiento.
Principios de la incertidumbre: Werner Heisemberg1927
No se puede conocer simultáneamente y con exactitud la posición y la cantidad de
movimiento de un electrón.

12. Nube electrónica
Región que rodea al núcleo atómico, en la cual orbitan los electrones. Los que poseen
negativa y están unidos al núcleo del átomo por la interacción electromagnética.
-Si el electrón se aleja entonces ganaenergía.
-Si el electrón se acerca, entonces pierde electrones.
➢La nube electrónica tiene divisiones y
subdivisiones, las cuales llamaremos en
orden:
1.Nivel –nivel cuántico primario.
2.Subnivel –nivel cuántico azimutal.
3.Orbital -nivel cuántico magnético.
4.Electrón –nivel cuántico espín.

13. Nube electrónica Nivel
•Nivel cuántico primario
•Nivel o capa de energía
•Son regiones que rodean al núcleo
atómico.
•Formadas por un conjunto de subniveles
•Cada nivel tiene subniveles
Regla de Rydberg
N°máximo de electrones= 2�
2
Número de orbitales = �
2
número cuántico
principal (n)
capa

14. Subnivel
•Nivel cuántico Secundario o azimutal
•Son regiones conformadas por un
conjunto de orbitales.
•Cada subnivel tiene orbitales.
Número cuántico secundario (l)
Valores de l--------0, 1, 2, 3…. n-1
Forma de los orbitales
Que valores tiene lpara la capa N
n = 4l = 0, 1, 2, 3
¿Cuántos subniveles contiene la capa Q?
n = 7l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Notación de un electrón
5�
2
#�
−
����??????���
nivel
NotaciónnlER n n l ER
7�
1
70 7 5�
7
5 2 7
3�
4
31 4 4�
11
4 3 7
5�
6
53 8 2�
5
2 1 3
2�
1
20 2 6�
10
6 2 8
Energía relativa (ER = n + l )
¿Quién es el más estable y quién de mayor energía?
Subnivel l#�
−
N°orbitales
Sharp (s) 02 1 ത0
Principal (p)16 3 −1ഥ0+1
Difuso (d) 210 5 −2−1ഥ0+1+2
Fundamental (f)314 7 −3−2−1ഥ0+1+2+3

15. Orbitales
•Nivel cuántico magnético.
•Son regiones especiales energéticas que
conforman la nube electrónica, donde
existe la más alta probabilidad de
encontrar como máximo 2 electrones con
sentido de giros contrarios.
Principio de exclusión de Pauli
No pueden existir dos electrones de un
mismo átomo con los mismos números
cuánticos.
Principios de máxima multiplicidad Hund
Ocupar la mayor cantidad de orbitales, colocando un
electrón en cada orbital luego procese a aparearlos.
Subnivel l Orbitales
Sharp (s) 0 ത0
Principal (p)1 −1ഥ0+1
Difuso (d) 2 −2−1ഥ0+1+2
Fundamental (f)3 −3−2−1ഥ0+1+2+3

16. Electrones
•Nivel cuántico Spin.
•Un electrón puede estar de una de las
dos maneras que ofrece en el espacio,
dentro de un orbital.
Regla prácticas
Número cuántico espín (s)

17. Como hallar el número cuántico
Paso 1 Identificar los elementos
El número cuántico principal (n) = 4

18. Como hallar el número cuántico
Paso 2 Cálculo del número cuántico secundario
El número cuántico secundario (l) = 2

19. Como hallar el número cuántico
Paso 3
Cálculo del número cuántico magnético y spin
magnético
El número cuántico magnético (m) = -2
El número cuántico spin magnético (m) = -1/2

21. Principio de Aufbau Energía relativa = nivel + subnivel
1�
2
→1+0=1
3�
5
→3+2=5
•Es la construcción de la distribución de
un átomo en sus niveles de energía,
subniveles y orbitales de un elemento
determinado.
•El orbital mas estable será el que menos
energía relativa tenga.
•Cuando dos orbitales tienen el mismo
valor energía relativa, es mas estable o
de menor energía el que tenga mayor
valor de nivel.
Configuración electrónica

22. ¿Cuál es la configuración electrónica del potasio?
Z= 19

23. ¿Cuál es la configuración electrónica para un Z=16 e
indique que elemento es?

24. ¿Cuál es la configuración electrónica para un Z=23 e
indique que elemento es?

25. Secuencia total
1�
2
2�
2
2�
6
3�
2
3�
6
4�
2
3�
10
4�
6
5�
2
4�
10
5�
6
6�
2
4�
14
5�
10
6�
6
7�
2
5�
14
6�
10
7�
6
2
��
10
??????�
18
??????�
36
��
54
??????�
86
??????�
Ejemplos:
6??????#�
−
=6∶1�
2
2�
2
2�
2
11??????�#�
−
=11∶1�
2
2�
2
2�
6
3�
1
�
10??????�3�
1
??????�
26��∶1�
2
2�
2
2�
6
3�
2
3�
6
4�
2
3�
6
�
18??????�4�
2
3�
6
7??????
3−
∶1�
2
2�
2
2�
6
o
20��
2+
∶1�
2
2�
2
2�
6
3�
2
3�
6
26��
2+
∶ 4�
1
3�
5
Gas noble Configuración
��2s2p
??????�3s3p
??????�4s3d4p
��5s4d5p
??????�6s4f5d6p
??????�7s5f6d7p
����������
2
�
4
�
2
�
9
E�������
1
�
5
�
1
�
10
Anomalías de Sarrus:
Configuración simplificada
10
??????�
18
??????�
18
??????�

26. Realice la configuración electrónica y diagrama de orbitales e
identifique los números cuánticos como también a que periodo y grupo
pertenece.
Z= 20
Z= 33